实践要求1:比热容调查
实验目的
- 该实验的目的是确定物质的比热容,通过将一个能量储存(或做功)的减少与温度的增加以及随后储存的热能的增加联系起来
- 独立变量=,t
- 因变量=温度,θ
- 控制变量:
- 砌块材质
- 目前的供应,我
- 电位差,V
设备清单
- 决议测量设备:
- 温度计= 1°C
- 秒表= 0.01秒
- 电压表= 0.1 V
- 安培计= 0.01 A
方法
研究铝块比热容的仪器
- 首先组装设备,把加热器放在块的顶部
- 从温度计测量铝块的初始温度
- 打开电源,启动秒表
- 当电源接通时,加热器将加热块。做几次定期测量。每隔1分钟将电压和电流分别从电压表和电流表中取出,计算出每个实验结束时的平均值,最多10分钟
- 切断电源,停止秒表,离开仪器约一分钟。在它冷却之前,温度仍然会上升
- 监测温度计并记录最终达到块的温度
- 一个结果表的示例可能是这样的:
结果分析
- 提供给块体的热能可通过以下公式计算:
E=行
- 地点:
- E=热能,焦耳(J)
- 我=电流,安培(A)
- V=电位差,单位为伏特(V)
- t=时间,单位:秒(s)
- 热能的变化由以下公式定义:
ΔE=mcΔθ
- 地点:
- ΔE=热能变化,单位为焦耳(J)
- m =质量,单位为千克(kg)
- c =比热容,单位:焦耳每千克每摄氏度(J/kg°C)
- Δθ=温度变化,以摄氏度(°C)为单位
- 重新排列比热容,c:
- 计算Δθ:
Δθ=最终温度-初始温度
- 计算Δ艾凡:
ΔE=行f- - - - - -行我
- 地点:
- 我=平均电流,安培(A)
- V =平均电位差(V)
- tf=最终时间,单位:秒(s)
- t我=初始时间,单位为秒(s)
- 然后将这些值代入比热容方程,计算出铝块的比热容
实验评估
系统误差:
- 确保电压表和电流表最初设置为零,以避免零位误差
随机误差:
- 并非所有的热能供应从加热器将转移到块,一些将进入周围或加热温度计
- 这意味着比热容的测量值很可能比实际值高
- 为了减少这种影响,请确保积木完全绝缘
- 一个焦耳计可以用来直接计算能量吗
- 这样可以消除电压表、电流表和秒表的误差
- 确保温度值从温度计的眼睛水平处读取,以避免视差
- 同样的实验也可以用同样质量的水烧杯重复,水的加热速度应该比铝块慢
安全注意事项
- 务必不要在加热器开着的时候触摸它,否则,它可能会烫伤皮肤或着火
- 立即用冷水冲洗烧伤部位至少5分钟
- 所有的设备,包括加热器,电线和块,都要有时间冷却,然后再打包
- 所有电气设备都要远离水
- 如果使用装有热水的烧杯,请佩戴护目镜